Gli impianti fotovoltaici tradizionali: come funzionano?

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Sentiamo spesso parlare della possibilità di installare impianti fotovoltaici presso le proprie abitazioni, ma non sempre è chiaro il loro funzionamento e i vantaggi che è possibile ottenere in fatto di efficienza energetica e di risparmio in bolletta.

Se stai valutando la possibilità d’installazione presso la tua casa, ti sarà utile capire meglio cosa sono gli impianti fotovoltaici e come funzionano, al fine di fare la scelta più adeguata alle tue esigenze.

Cos’è un impianto fotovoltaico?

Un impianto fotovoltaico è un impianto elettrico particolare che produce energia sfruttando il sole, fonte rinnovabile e inesauribile.

La tecnologia degli impianti fotovoltaici ha zero impatto sull’ambiente,  riduce le emissioni inquinanti in atmosfera e consente un risparmio energetico significativo.

Esistono due tipologie di impianti fotovoltaici:

  • Impianti connessi alla rete elettrica locale: convivono con gli impianti elettrici tradizionali e quindi, possono essere utilizzati in alternanza alla rete elettrica.
  • Impianti isolati alla rete: in questo caso è presente anche un sistema di batterie in grado di garantire la fornitura di energia elettrica anche nelle ore notturne o quando la fonte solare è insufficiente o assente.

Le componenti principali di un impianto fotovoltaico

Prima di capire come funzionano gli impianti fotovoltaici, è importante conoscere i componenti principali che lo compongono, in modo da avere maggiore dimestichezza con la tipologia di impianto.

Pannelli solari

Sono chiamati anche moduli fotovoltaici e sono realizzati con celle di materiale semiconduttore come il silicio cristallino.

Sono posizionati generalmente sul tetto dell’abitazione, la quantità varia in base al fabbisogno energetico, e sono in grado di produrre energia elettrica se colpiti dal sole.

Inverter

È un dispositivo che solitamente si posiziona sotto il tetto e converte l’energia elettrica continua che proviene dai pannelli solari in energia alternata a 230 volt con frequenza costante di 50 Hz.

Funziona anche come sistema di monitoraggio e protezione dell’impianto, segnala eventuali problemi e blocca il sistema in caso di blackout.

Contatore bidirezionale

Questo contatore viene aggiunto al contatore tradizionale che è predisposto solo a ricevere l’energia elettrica dal distributore locale. Il contatore bidirezionale, invece, la cede permettendo lo scambio di energia sul posto.

Sistemi di controllo e monitoraggio

Sono dispositivi che possono essere integrati all’impianto e connessi, eventualmente, alla rete internet di casa. La loro funzione è quella di monitorare e bilanciare i consumi e il corretto funzionamento dell’impianto.

È possibile gestirli anche da remoto tramite applicazione e consentono di conoscere l’andamento dei consumi e la quantità di energia prodotta e di smistarla verso i sistemi di accumulo, verso la rete elettrica o al consumo immediato, in base all’esigenza del momento.

Componenti facoltativi

Oltre ai componenti principali, ce ne sono alcuni che sono facoltativi e che possono essere installati in relazione alla tipologia di impianto fotovoltaico in uso e alla singola esigenza.

Sistemi di accumulo

I sistemi di accumulo sono delle batterie che immagazzinano l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico che non viene consumata in tempo reale, rendendola disponibile nelle ore notturne o quando è necessaria energia elettrica in casa ma non è possibile produrla in quel momento. Possono essere installati su un nuovo impianto fotovoltaico oppure su uno già esistente.

Ottimizzatore

Si tratta di dispositivi che permettono di potenziare il funzionamento dei pannelli solari e di aumentare il rendimento. I pannelli solari lavorano in serie, questo vuol dire che se uno ha problemi e lavora solo in maniera parziale, anche gli altri faranno la stessa cosa.

L’ottimizzatore isola il pannello con problemi di funzionamento e consente a tutto il resto dell’impianto di continuare a funzionare correttamente.

Come funzionano gli impianti fotovoltaici

Dopo aver capito quali sono i componenti principali e quelli facoltativi, scopriamo gli impianti fotovoltaici come funzionano.

Quando un fotone, ovvero una particella di luce, colpisce i pannelli solari, l’energia viene trasferita agli elettroni che una volta immagazzinati, vengono distribuiti nel circuito e poi iniziano a produrre energia elettrica.

L’inverter entra in azione, convertendo la corrente continua dei pannelli in corrente alternata, pronta per essere utilizzata all’interno dell’abitazione.

I pannelli fotovoltaici vengono installatati esternamente e rivolti verso sud con un’inclinazione compresa tra 10° e 35°, più celle sono presenti e maggiore è la quantità di energia prodotta in unità di tempo.

Durante l’installazione dei pannelli è importante fare attenzione e valutare bene le aree di ombreggiature che potrebbero causare inefficienze nell’impianto.

I vantaggi degli impianti fotovoltaici

La scelta di installare degli impianti fotovoltaici per produrre energia apporta numerosi vantaggi sia all’abitazione che all’ambiente.

Riduzione dell’inquinamento

L’impianto fotovoltaico sfrutta l’energia solare trasformandola in energia elettrica senza inquinare e riduce le emissioni di anidride carbonica nell’ambiente.

Risparmio in bolletta

Produrre energia autonomamente riduce l’acquisto di quella acquistata, con conseguente risparmio sui costi della bolletta. Inoltre, l’energia prodotta in più può anche essere immessa nella rete tradizionale, ricavandone dei vantaggi economici.

Aumento del valore dell’edificio

L’installazione di pannelli solari viene visto come un sistema di miglioramento energetico dell’edificio, facendo aumentare la classe di efficienza energetica e il valore complessivo dell’immobile.

Accesso ad agevolazioni fiscali

L’installazione di un impianto fotovoltaico permette di accedere a diverse agevolazioni fiscali che permettono di ottenere risparmi sui costi dell’impianto con detrazioni fiscali fino al 50%.

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